KR20050063793A - 교류발전기 또는 교류발전기-스타터의 후방부에 설치되는파워 전자 부품의 냉각장치 - Google Patents

교류발전기 또는 교류발전기-스타터의 후방부에 설치되는파워 전자 부품의 냉각장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전전기기기, 특히 자동차용 교류발전기 또는 교류발전기-스타터에 관한 것으로: 후방 베어링(4)를 포함하고; 적어도 상시 후방 베어링(4)에 의해 지지되는 회전 샤프트(2)에 중심이 맞춰져 고정되는 회전자(1)를 포함하며; 상기 후방 베어링(4)은 냉각유체 배출을 위한 방사상 개구(4a,4d)를 포함하고; 상기 회전자를 둘러싸는 고정자(3)를 포함하며; 상기 고정자는 전기기기의 페이즈를 구성하는 자기유도코일로 이루어진 유도코일부(7)를 포함하고; 상기 고정자 페이즈의 자기유도코일에 연결되는 파워 전자 회로(15)를 포함하며; 상기 파워 전자 회로가 장착되는 제1 면과, 상기 제1 면의 맞은편에 후방 베어링 방향으로 놓이는 제2 면을 포함하는 열 분산 브리지(16)를 포함하며; 상기 제2 면은 냉각유체 유동 통로(17)의 길이방향 벽을 형성하고, 상기 통로(17)의 다른 하나의 길이방향 벽은 상기 고정자를 지지하는 후방 베어링(4)에 의해 형성되며, 상기 열 분산 브리지(16)의 제2 면은 상기 냉각유체 유동 통로(17)에 배치되는 냉각 장치들(18)을 포함한다.

Description

교류발전기 또는 교류발전기-스타터의 후방부에 설치되는 파워 전자 부품의 냉각장치{DEVICE FOR COOLING THE POWER ELECTRONICS INTEGRATED AT THE REAR OF AN ALTERNATOR OR AN ALTERNO-STARTER}
본 발명은 자동차용 교류발전기 또는 교류발전기-스타터와 같은 가역 전기기기의 후방부에 통합되는 파워 전자 부품의 냉각 장치에 관한 것이다. 본 발명은 자동차 산업 분야, 특히 자동차용 교류발전기 또는 교류발전기-스타터 분야에 적용될 수 있다.
자동차 교류발전기는 자동차의 히트엔진에 의해 구동되는 회전자의 회전운동을 다상의 고정자의 전기자 코일에서 유도 전류로 변환시켜주는 장치이다. 일반적으로, 고정자는 세 개의 페이즈 자기유도코일을 포함하기 때문에 교류발전기는 3상 유형이다. 세 개의 전기자 페이즈는 정류브리지에 연결된다. 정류브리지는 각 페이즈에 연결되는 적어도 두 개의 다이오드를 포함하는 세 개의 브랜치를 포함한다. 그러나, 상기 다이오드들은 열을 발생시킨다. 전통적으로, 정류브리지는 150 와트의 에너지를 발산할 수 있다. 따라서, 정류브리지는 다이오드의 과열을 방지하기 위하여 냉각되어야 한다.
도 1에는 종래 교류발전기의 후방부의 일예가 도시되어 있다. 이 교류발전기는 독일특허 DE A 197 05 228에서 볼 수 있는 것과 같은 기기 축을 구성하는 회전축이 A로 표시된 회전 샤프트(2) 상에 고정된 회전자(1)를 포함한다. 이 회전자(1)는 자기회로(8) 및 유도코일부(7)를 포함하고 있는 고정자(3)로 둘러싸여 있다. 고정자(3)는 상기 회로(8) 및 코일부(7)를 통해 교류전류를 발생시킨다. 유도코일부는 별모양 및/또는 삼각형으로 연결되는 페이즈 자기유도코일을 포함한다. 각각의 자기유도코일은 정류브리지 쪽으로 연결된 아웃풋을 포함한다. 고정자(3)에서 생성된 전류는 다이오드들(9)을 포함하는 정류브리지에 의해 정류된다. 고정자(3)는 후방 베어링 및 전방 베어링(도시되지 않았음)에 의해 지지된다. 회전 샤프트(2)는 상기 두 베어링에 의해 회전장치(6)에 유지된다. 독일특허 DE A 197 05 228에 기술되어 있듯이, 자기회로(8)는 시트 패키지(sheet package) 형태로 된 고정자 몸체를 포함하며, 이 고정자 몸체에는 종래 알려져 있는 바와 같이 반폐쇄형의 홈이 형성되어 있다. 이는 고정자 몸체를 가로기르며, 권선의 형성을 위해 고정자 몸체의 양쪽으로 놓여지는 페이즈 자기유도코일을 설치하기 위한 것이다. 상기 문헌에는 교류발전기의 전방 베어링, 적어도 하나의 벨트를 포함하는 트랜스미션을 통해 자동차의 히트엔진에 의해 회전 연동되는 풀리(pulley), 회전자에 의해 지지되며 교류발전기의 내부 환기를 위해 권선 하부에 방사상으로 배치되는 내부 환기장치들이 나타나 있다. 이를 위해, 중공 형태의 베어링들은 이하에서 설명하는 방식으로 인풋 및 아웃풋 개구를 가진다. 도 1에 참조번호 5로 표시된 후방 환기장치는 바람직하게는 전방 환기장치보다 더 강력한 성능을 가진다.
상기 교류발전기에 있어서, 분산 요소의 부품, 즉 정류브리지의 양 다이오드들(9)은 열 에너지 분산 브리지(dissipation bridge)(10) 내에 장착된다. 이 열 분산 브리지는 냉각 공기가 순환하는 개구들(10a-10d)을 포함한다.
다이오드들(9)은 또한 통기구(14a-14f)를 포함하는 커넥터(14)에 전기적으로 연결된다.
또한, 분산 브리지(10)는 상부면에 냉각을 보조하는 날개들(13)을 포함한다.
더 상세하게는, 도 1의 교류발전기는 후방부에 특히 정류브리지에 상응하는 교류발전기의 파워 전자 부품을 둘러싸서 보호하는 기능을 하는 덮개(11)를 포함한다. 덮개(11) 내부로 통기가 가능하도록 다수의 개구(12a-12d)가 제공된다. 이러한 개구들은 주로 덮개(11)의 상부에 위치한다. 또한, 회전 샤프트(2) 또는 회전자(1) 상에 고정되는 후방 환기장치(5)를 통해서 교류발전기 내부로 공기를 흡입할 수 있다. 상기 환기장치는 예를 들어 원심분리기 또는 나선-원심분리기 유형의 장치일 수 있다. 이러한 방법으로, 환기장치(5)에 의해 흡입되고 날개들(13)에 의해 유도되는 공기는 개구(12a-12d)를 통해 교류발전기의 후방으로 유입되어 분산장치(10) 및 다이오드들(9)을 지나가면서 냉각시킨다. 그 후, 공기는 고정자(3)의 후방 베어링(4) 내에 형성된 개구(4a-4d)를 통해 방사상으로 배출된다.
즉, 공기는 보호덮개(11) 부위에서 주로 교류발전기 축 방향으로 흡입되어 정류브리지 뿐 아니라 유도코일부(7)의 권선과 같은 교류발전기 상의 다른 가열 부품들을 냉각시킨 후 후방 베어링(4)의 개구를 통해 측방향으로 배출된다.
이를 더 상세하게 나타내기 위하여, 냉각 공기가 통과하는 경로를 도 1에서 점선과 화살표로 표시하였다. 또한 독일특허 DE A 197 05 228을 참조할 수 있다. 이 문헌에는 정류브리지의 실시예 뿐만 아니라 갈고리형 회전자의 실시예가 기술되어 있다. 독일특허 DE A 101 11 295에는 또 다른 유형의 정류브리지가 기술되어 있다. 상기 두 문헌에 따르면, 음 다이오드들은 후방 베어링에 고정되는 플레이트 상에 장착되고 후방 베어링에 맞물려 지지된다. 반면, 양 다이오드들은 음 다이오드들에서 떨어진 플레이트 상에 장착된다. 독일특허 DE A 100 11 295에 따르면, 상기 플레이트에는 개구가 형성된다. 이 플레이트는 도 1의 분산장치(10)에 대응하며, 다이오드들(9)은 상기된 바와 같이 양 다이오드이다.
일반적으로, 교류발전기의 풀리와 연계되는 회전자 샤프트를 통해 자동차의 히트엔진을 회전시키는 전기모터를 구성할 수 있는 가역성 교류발전기들이 또한 존재한다. 이러한 가역성 교류발전기는 교류발전-스타터 또는 교류발전기-스타터라고 불리며, 기계적 에너지를 전기 에너지로, 또는 그 반대로 변환할 수 있게 한다. 따라서, 교류발전기-스타터는 자동차 엔진을 시동할 수 있으며, 이러한 자동차의 작동을 위하여 히트엔진을 도와주는 보조 모터를 구성할 수 있다.
이 경우, 교류발전기의 전기자 아웃풋에 위치되는, 즉 각 전기자 페이즈에 연결되는 정류브리지는 또한 교류발전기-스타터의 페이즈 제어브리지로도 사용된다. 이 정류브리지는 각 적어도 두 개의 MOS 유형의 파워 트랜지스터를 가지는 세 개의 브랜치를 포함한다. 이 정류브리지의 트랜지스터들은 각각 제어 유닛에 의하여 제어된다. 이 제어 유닛은 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 일반적으로 이 제어 유닛은 비교기 및 다른 전자 부품들과 결합되는 드라이버를 포함한다. 따라서, 파워 트랜지스터 및 제어 유닛에서 시작하여 결합되는 정류브리지는 다이오드 브리지에 의해 발산되는 에너지보다 적은 에너지를 발산한다. 사실상, 정류브리지가 제어모드가 아닌 정류모드에서 작동하는 경우 파워 트랜지스터들은 동기식으로 제어된다. 더 상세한 것은 유럽특허 EP A 1,134,886을 참조할 것이다. 하지만 발산된 에너지는 50 와트 정도이며, 따라서 정류브리지는 냉각되어야 한다.
그러나, 상기와 같은 제어 유닛은 상대적으로 중대한 공간상의 문제를 야기한다. 따라서, 분산 브리지 상에 이러한 제어 유닛 및 파워 트랜지스터들을 장착하게 되면 분산 브리지 상에 또한 형성되어야 하는 개구를 위한 공간이 남지 않게 된다. 그러므로 도 1에 도시된 것과 같은 공기순환 방식에 의해 파워 트랜지스터를 가진 브리지를 냉각시키는 것은 불가능하다.
다시 말해, 상기된 장치는 분산 브리지 및 커넥터를 통한 축방향 통기로 형성을 요구한다. 따라서 다른 전자 부품들의 배치를 위해 필요한 공간이 축소된다. 사실상, 이러한 공간은 다이오드식 정류 브리지를 배치하기 위해서는 충분할 수 있지만 더 큰 파워 전자 부품을 배치하기 위해서는 불충분하다. 특히, 교류발전기-스타터의 경우, 파워 전자 부품은 정류브리지의 각 다이오드가 적어도 하나의 트랜지스터 및 제어 유닛으로 대체되는 것과 같은 유형의 장치이다.
이와 같은 공간상의 문제점을 해결하기 위하여, 유럽특허 EP A 1 032 114는 교류발전기-스타터의 파워 전자 부품용 냉각 장치를 제안한다. 이 냉각 장치에서 분산요소들은 교류발전기-스타터의 후방 베어링에 고정되는 베이스판을 포함하며, 후방 베어링은 냉각 공기의 소통을 위한 통로를 포함한다. 달리 말해, 이 장치에 있어서, 분산 브리지는 외부 후방면에 냉각 날개들을 가지고 있는 후방 베어링에 지지된다. 따라서 공기는 측방향 또는 방사상 도달하여, 한편으로는 날개를 갖는 후방 베어링을 다른 한편으로는 파워 전자 부품이 장착된 분산 브리지를 대류방식으로 냉각시킨다. 아울러, 분산 브리지는 또한 기계적으로 접촉하는 후방 베어링의 날개들에 의한 전도에 의해서도 냉각된다.
그러나, 이러한 장치에서는 파워 전자 부품의 냉각을 실행하기 위해 분산 브리지 또는 베이스판이 베어링에 맞대어 고정되어야만 한다. 사실상, 베이스판과 베어링 표면 사이에 에어갭(air-gap)이 존재한다면, 베이스판과 베어링 사이의 열 전도는 전혀 이루어지지 않거나 제대로 이루어지지 않을 것이다. 따라서 파워 전자 부품의 냉각은 부분적으로만 실행된다.
또한, 후방 베어링이 크게 가열된 상태라면, 대류 방식으로 분산 브리지를 냉각시키기는 어려울 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 냉각장치를 구비한 종래의 교류발전기 후방부를 도시한 도면,
도 2는 냉각유체의 유입 및 배출이 측방향으로 이루어지는 교류발전기-스타터의 후방부를 도시한 도면,
도 3은 파워 전자 부품이 배치되는 중이층(mezzanine)을 갖는 교류발전기-스타터의 후방부를 도시한 도면,
도 4 내지 도 6, 도 8 및 도 10은 후방 베어링을 향하여 놓이는 열 분산 브리지의 다양한 실시예에 대한 저면 부분 확대도,
도 7은 본 발명에 따른 냉각 수단을 구성하는 기둥 단면의 다른 실시예를 도시한 단면도,
도 9와 도 11은 도 8의 IX-IX 선 및 도 10의 XI-XI 선에 따른 단면도,
도 12는 후방 베어링 바닥에 분산 브리지가 장착된 것을 도시한 부분 단면도이다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하여, 냉각유체가 기기의 후방부로 측방향으로 유입되어 분산 브리지와 교류발전기 후방 베어링 사이에 형성되는 냉각유체 통로로 순환하는 자동차용 교류발전기 또는 교류발전기-스타터의 파워 전자 부품의 더 개선되고 신뢰성이 뛰어난 냉각 장치를 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 다음의 회전전기기기, 특히 자동차용 교류발전기 또는 교류발전기-스타터를 제공한다:
- 후방 베어링를 포함하고,
- 적어도 상시 후방 베어링에 의해 지지되는 회전 샤프트에 중심이 맞춰져 고정되는 회전자를 포함하며,
- 상기 후방 베어링은 냉각유체 배출을 위한 방사상 개구를 포함하고,
- 상기 회전자를 둘러싸는 고정자를 포함하며,
- 상기 고정자는 전기기기의 페이즈를 구성하는 자기유도코일로 이루어진 유도코일부를 포함하고,
- 상기 고정자 페이즈의 자기유도코일에 연결되는 파워 전자 회로를 포함하며,
- 상기 파워 전자 회로가 장착되는 제1 면과, 상기 제1 면의 맞은편에 후방 베어링 방향으로 놓이는 제2 면을 포함하는 열 분산 브리지를 포함하며,
- 상기 제2 면은 냉각유체 유동 통로의 길이방향 벽을 형성하고, 상기 통로의 다른 하나의 길이방향 벽은 상기 고정자를 지지하는 후방 베어링에 의해 형성되며,
상기 열 분산 브리지의 제2 면은 상기 냉각유체 유동 통로에 배치되는 냉각 장치들을 포함한다.
일 실시 형태에서는, 냉각장치들은 날개들을 포함한다.
다른 실시 형태에서, 냉각장치들은 예컨대 원형 단면 또는 마름모꼴 단면을 가진 기둥들(column)을 포함한다.
이러한 구성에 의해, 기둥의 자유 단부들을 용이하게 제조할 수 있으며, 따라서 일 실시예에서 이러한 기둥은 후방 베어링와 맞닿는다. 이러한 기둥들이 열 분산 브리지을 강화한다.
변이형으로서, 분산 브리지의 제2 면에는 냉각유체를 우회시키기 위하여 및/또는 벤투리(Venturi) 효과를 형성하기 위하여 예컨대 볼록부가 형성된다.
모든 조합들이 가능하다.
예를 들어, 기둥이 날개와 조합될 수 있으며, 냉각장치는 부분적으로 기둥 및 날개들을 포함할 수 있다.
따라서, 냉각장치는 후방 베어링와 연결되는 것이 아니라, 파워 전자 부품을 가지는 브리지와 기계적으로 연결되며, 후방 베어링에 의해 방출되는 열이 어떠하든간에 파워 전자 부품의 냉각을 보장할 수 있다. 사실상, 본 발명에 따른 장치는 후방 베어링와 분산 브리지 사이의 열적 분리를 실행할 수 있으며, 따라서 전도에 의한 열 분산은 일어나지 않는다. 또한, 본 발명에 따르면, 분산 브리지 제2 면의 대류 냉각을 통해 다수의 전자 구성요소들을 포함하는 파워 전자 부품을 냉각시킬 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 다음의 다양한 특성들을 별도로 또는 모든 가능한 상호 조합을 통하여 보충될 수 있다:
- 날개 및/또는 기둥과 같은 냉각장치들은 압력 손실을 줄일 수 있도록 냉각유체의 순환 방향으로 방사상으로 배치된다;
- 날개 및/또는 기둥과 같은 냉각장치들은 분산 브리지를 방사상 전체 범위에서 잘 냉각시킬 수 있도록 방사상으로 향하는 냉각통로를 형성한다;
- 후방 베어링은 방사상 또는 측방향 개구를 통해 배출되는 냉각유체가 방사상으로 유입되는 냉각유체의 흐름에 통합되지 않도록 방사상 개구의 출구에 위치되는 전향부(deflector)를 포함한다. 따라서, 냉각유체 순환 폐쇄 현상을 방지할 수 있다;
- 하나의 보호 덮개가 파워 전자 부품 및 분산 브리지를 덮고 있으며, 전향부를 형성하도록 적어도 하나 이상의 들려진 단부를 포함한다;
- 보호 덮개는 냉각유체 소통을 위한 적어도 하나 이상의 개구를 포함한다;
- 회전 샤프트와 분산 브리지 사이의 적어도 하나의 공간이 냉각유체의 축방향 유동 통로를 형성한다;
- 분산 브리지는 고정자의 후방 베어링 상부에 하나의 중이층(mezzanine)을 형성한다;
- 분산 브리지는 조립 나사에 의해 고정자의 베어링에 고정된다;
- 분산 브리지는 후방 베어링 또는 분산 브리지와 연결되는 스터드를 통하여 후방 베어링 상부에 고정된다;
- 전기 절연 물질 코팅층이 분산 브리지와 후방 베어링 사이에 배치된다;
- 분산 브리지와 연결된 날개 및/또는 기둥의 축방향 단부들은 후방 베어링과 떨어져서 위치된다;
- 냉각장치를 포함하는 분산장치와 파워 전자 부품을 가지는 브리지는 모노블록으로 형성된다;
- 냉각장치를 포함하는 분산장치는 분산 브리지를 두 부분으로 형성하도록 파워 전자 부품을 지지하는 브리지상에 놓인다;
- 파워 구성요소들은 트레이스 상에 위치된다;
- 트레이스는 열 분산 브리지와 연결된다;
- 트레이스는 열 분산 브리지와 전기적으로 절연된다;
기둥 및/또는 날개들은 적어도 부분적으로 열 파이프(heat pipe)로 구성될 수 있다.
일 실시 형태에서, 후방 환풍장치는 예를 들어 프랑스특허 FR A 2 741 912에 기술된 바와 같이, 환풍장치의 날개(blade) 수 및 파워를 증가시키기 위하여 적어도 두 부분의 상호 겹쳐진 부위를 포함한다.
본 발명에 따른 냉각장치는 후방 베어링 쪽으로 향하고 브리지의 제2 면과 연결되는 적어도 하나의 돌출부를 포함한다.
첨부된 도면에서 공통의 요소들은 동일한 참조번호로 표시된다.
도 2는 본 발명에 따른 냉각 장치를 포함하는 교류발전기-스타터의 후방부를 도시한 측단면도이다. 종래의 모든 교류발전기-스타터와 마찬가지로, 도 2에 도시된 교류발전기-스타터는 축 A의 회전 샤프트(2) 상에 고정되는 회전자(1)를 포함한다. 이 회전자(1)는 유도 코일부(7)의 자기유도코일이 통과하는 홈을 갖춘 시트 패키지 형태의 하나의 몸체(8)를 구비한 고정자(3)에 의해 둘러싸여 있다. 고정자(3)는 후방 축받이(4) 및 베어링(6)을 통하여 회전 샤프트(2)를 유지시키는 전방 축받이(도시되지 않았음)에 의해 지지된다. 회전자는 예를 들어 독일특허 DE A 197 05 228 또는 유럽특허 EP A 0515 259에 기술되어 있는 것과 같은 갈고리형 회전자이다. 변형예로서, 회전자는 예를 들어 국제특허 WO 02/054566에 기술되어 있는 것과 같은 원주방향으로 영구자석과 교대되는 돌출극을 갖춘 혼합형 회전자일 수 있다.
상기된 바와 같은 교류발전기-스타터는 MOS 파워 트랜지스터를 갖춘 정류브리지를 포함하고 있다. 상기 정류브리지는 드라이버라 불리는 파워 트랜지스터의 제어 유닛에 결합된다. 상기 정류브리지 및 제어 유닛은 도 2에 참조번호 15로 표시된 교류발전기-스타터의 파워 전자회로라고 불리는 파워 전자 부품을 형성한다. 이러한 파워 전자 부품 또는 회로(15)는 아래에서 설명될 열 분산 브리지(16)의 제 1 면이라 불리는 상부면 상에 장착된다.
본 발명에 따르면, 열 분산 브리지(16)의 전기기기 후방 베어링(4) 쪽으로 축방향 배치되는 제 2 면이라 불리는 하부면은 교류발전기-스타터 내에서 길이방향 또는 방사상 방향의 냉각유체 유동 통로(17)의 벽을 형성한다. 상기 통로(17)의 다른 벽은 아래에서 설명될 후방 베어링(4)의 상부면으로 형성된다.
본 발명에 따르면, 보호 덮개(11)는 유동 통로(17)의 반대편에 위치된 개구(19)를 포함한다. 이 개구들은 통로(17)의 외부 가장자리와 연통한다. 이러한 방법에서, 냉각 유체, 특히 공기는 이러한 개구(19)를 통해 교류발전기-스타터의 후방으로 유입되어, 파워 전자 부품(15)을 냉각시키면서 분산 브리지(16) 아래쪽 통로(17)를 순환한다. 이 때 회전 샤프트(2) 또는 회전자(1) 상에 고정된 후방 환풍장치(5)는 통로(17) 내부로 공기의 흡입을 보장해준다. 개구(19)는 바람직하게는 덮개(11)의 외부 가장자리에 원주방향으로 규칙적으로 분포된다.
이와 같이 형성되는 열 분산 브리지(16)는 후방 베어링(4) 상부에 중이층을 형성한다. 본 발명에 따른 냉각장치를 나타내는 도 3에 상기 중이층이 잘 나타나 있다. 도 3은 아래에서 상세하게 기술될 것이다.
본 발명에 따르면, 분산 브리지(16)는 하부면에 냉각 수단들(18)을 포함한다.
즉, 분산 브리지(16)의 하부면은 냉각 수단(18)을 만들도록 형성된다.
냉각 수단들(18)은 통로(17) 내에 배치되어, 미리 선택된 냉각유체의 통로, 즉 냉각유체가 분산 브리지의 하부면을 가장 잘 훑고 지나가게 하기 위해서 회전 샤프트에 가장 가까운 부분으로 유입될 수 있는 통로를 따라 냉각유체가 순환될 수 있도록 보장해준다. 따라서, 분산 브리지의 하부면은 분산 브리지의 외부 가장자리와 샤프트에 가까운 내부 가장자리 사이에 위치되는 방사상 전체 길이에서 냉각된다.
도 3에서, 분산장치(16)는 U자 형태를 가진다. 따라서, 분산장치(16)는 두 개의 브랜치(161,162)와 이 브랜치들(161,162)을 연결시켜주는 헤드부(163)를 가진다.
분산장치의 내부 가장자리를 한정하는 중앙 축방향 통로(22)는 두 브랜치 (161,162) 사이에 형성된다. 이 통로는 또한 헤드부(163)의 내부 가장자리(165)에 의해 한정된다. 축 A가 중앙 통로(22)를 통과하며, 샤프트(2)의 크기보다 크게 형성된다.
상기 통로(22) 덕분에, 냉각유체는 아래에서 기술되는 방법으로 샤프트(2)에 가장 가깝게 관통할 수 있다.
도 3에서, 분산장치는 오목한 형태를 나타내어, U자형 바닥부(160)를 가지며, 그 가장자리는 여기서는 축 A 대해 횡단 방향의 바닥부(160)에 수직으로 놓이는 테두리(166)에 의해 한정된다.
따라서, 축방향 통로(22)는 채널 형태이다.
도 2와 도 3에서, 냉각 수단들은 냉각 날개들(18)로 구성된다.
인접한 날개들은 상기 통로(22)와 연통하는 냉각유체 유동 통로(17)로 냉각유체를 가이드하는 방사상의 통로를 형성한다.
이러한 통로들은 분산장치(16)의 내부 가장자리에서 외부 가장자리 쪽으로 갈수록 벌어진다. 분산장치(16)의 이러한 내부 가장자리와 외부 가장자리는 후방 베어링(4)과 함께 유동 통로(17)를 한정한다. 날개들은 여기서는 축 A에 의해 한정되는 중심부에 대해서 방사상 방향으로 놓이며, 모두 동일한 높이를 가진다.
따라서, 이러한 통로들은 후방 베어링, 인접한 두 개의 날개들의 정면에 있는 두 측부, 그리고 인접한 두 날개들 사이에 형성되어 있는 분산 브리지의 U자형 바닥부(160)에 의해 형성되는 하부면을 포함한다. 바람직하게는, 날개를 포함하는 분산장치와 파워 전자 부품을 지지하는 브리지는 모노블록이며, 따라서 모노블록 분산 브리지를 형성한다.
날개는 예를 들어 분산 브리지와 함께 몰딩에 의해 형성되며, 바람직하게는 날개의 수를 증가시키기 위하여 그리고 공기와의 열 교환 면적을 증대시키기 위하여 가늘게 형성된다.
변형예로서, 상기 분산장치는 파워 전자 부품을 지지하는 브리지 상에 놓여질 수 있으며, 따라서 두 부분으로 구분되는 분산 브리지를 형성할 수 있다.
냉각유체는 이어서 후방 베어링(4)에 형성된 개구들(4a - 4d)을 통해서 배출된다. 이 개구들(4a - 4d)은 바람직하게는 도 1에 도시된 것과 같은 교류발전기 베어링 내에 형성되는 개구와 동일하다. 바람직하게는, 날개들(18)은 오목한 형태의 후방 베어링(4)의 중앙 개구들(4b,4c) 쪽으로 집중되는 유체의 순환 방향으로 방사상으로 배열된다.
더 상세하게는, 상기 베어링(4)은 샤프트(2)가 관통할 수 있도록 중앙 구멍이 형성된 바닥부(40)를 포함한다. 이 바닥부는 샤프트(2) 지지체의 볼베어링(6) 장착용 하우징을 가지고, 환형 테두리(41)에 의해 외부 가장자리가 연장된다. 바닥부(40) 축 A에 대해 횡단 방향으로, 테두리(41)는 축방향으로 각각 놓인다.
따라서, 상기된 베어링(4)의 상부면은 통로(17) 측벽들 중의 하나를 구성하는 바닥부(40)의 상부면으로 구성된다.
테두리(41)는 내부에 고정자(3)의 몸체(8)를 수용한다.
중앙 개구들(4b,4c)은 바닥부(40)에 속하는 반면, 다른 개구들, 즉 측면 개구 및 방사상 개구들(4a,4d)은 테두리(41)에 속한다.
도 3에는 중앙 개구들 중의 하나의 개구(4b)와 측면 개구들 중의 하나의 개구(4a)만이 표시되어 있다. 바닥부(40)의 중앙 구멍에 근접해 있는 중앙 개구들은 윈도우 형태를 나타내는 반면, 측면 개구들은 권선이라고 불리는 몸체(8)에 비해 돌출되어 있는 유도 코일부(7)의 자기유도코일 부분의 상부에 방사상으로 길쭉하게 형성된다. 이 측면 개구들 덕분에 코일부가 잘 냉각될 수 있다.
따라서, 본 발명에 있어서, 공기(또는 기타 다른 냉각유체)는 개구들(19)을 통하여 측방향으로 교류발전기-스타터 내로 유입되며, 베어링(4)의 측면 개구들(4a,4d)을 통해 배출되기 전에 분산 브리지의 냉각 요소들, 즉 날개의 전체 길이 를 따라 지나가면서 베어링(4)의 중앙 개구(4b,4c) 쪽으로 흐른다. 따라서, 파워 전자 부품(15), 더 상세하게는 그 구성요소들은 분산 브리지(16)의 냉각 후 날개(18)의 형태로 된 냉각 수단들(18)을 통해서 대류에 의하여 냉각된다.
또한, 분산 브리지(16)와 파워 전자 부품 또는 전자 회로(15)는 회전 샤프트와 거리를 두고 떨어져 있다. 따라서 회전 샤프트(2)와 분산 브리지(16) 사이에는 하나의 공간(22)이 존재하며, 이 공간을 통해 공기가 순환할 수 있다. 이 공간(22)은 축방향 냉각유체 유동 통로를 형성한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 중앙 개구들(23a,23b)이 보호 덮개(11) 내에 형성된다. 이 경우, 공기는 이 개구들(23a,23b)을 통해 교류발전기-스타터 내로 흡입되며, 이어서 상기 공간(22)을 통해 회전자 샤프트(2)를 따라 흐르며, 분산 브리지(16)의 하부에서 유출 통로(17)와 만나게 된다. 이러한 방법으로, 파워 전자 부품은 한편으로는 통로(17)에 의해 측방향으로 냉각되며, 다른 한편으로는 공간(22)에 의해 축방향으로 냉각된다. 상기 공간(22)을 경유하는 축방향 보충 공기의 유동으로 인해, 기기 내에서 전반적인 공기의 양이 증대되어 볼베어링(6)과 유도 코일부(7) 자기유도코일의 권선과 같은 교류발전기 내부 요소들의 더욱 우수한 냉각 효과를 얻을 수 있다. 교류발전기-스타터의 후방부에 형성되는 냉각유체의 유동 경로가 도 2에 점선의 화살표로 표시되어 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 전향부들(24)이 후방 베어링(4) 내에 형성되는 개구들(4a,4d)의 하류 부분, 더 구체적으로는 도 2에서 바닥부(40)에 인접한 개구들(4a,4d)의 후방 에지(42)의 축방향 하류 부분에 배치된다. 이러한 전향부들(24)은 교류발전기-스타터로부터 배출된 냉각 유체가 통로(17)로 즉시 재유입되지 못하도록 유입 유체와 배출 유체를 분리시키는 기능을 한다. 이렇게 하므로써, 교류발전기-스타터 내부에서 나오는 더운 유체가 재유입되는 것을 막을 수 있다.
베어링(4)의 측면 개구들(4a,4d)의 출구에 배치되는 상기 전향부(24)는 후방 베어링에 지지된다. 일 실시예에서는, 전향부는 베어링의 측면 개구들(4a,4d) 근처의 베어링(4) 상에 고정될 수 있다. 전향부는 또한 예들 들어 도 2에 도시된 것처럼 보호 덮개의 자유 단부를 들어올려 보호 덮개(11) 내에 형성되면서 후방 베어링에 의해 지지될 수도 있다.
베어링(4)에 의해 지지되고 바람직하게는 플라스틱 소재로 형성되는 상기 덮개는 후방 베어링(4)과 같이 오목한 형상을 가진다. 덮개는 축 A에 대해 횡단 방향으로 놓이고 축 A에 대해 축방향인 환형 테두리(111)에 의해 외부 가장자리에서 연장되는 바닥부(110)를 포함한다(도 2).
중앙 개구들(23a,23b)은 상기 바닥부(110)에 형성되는 반면, 개구 형태의 구멍들(19)은 상기 테두리(111) 내에 형성된다.
전향부들(24)은 테두리(111) 자유 단부를 벌어진 형상으로 형성하여 일체로 연결되어 있으며, 따라서 덮개를 후방 베어링의 테두리 상에 장착하는 것이 용이해진다. 덮개(11)의 장착을 용이하게 하는 상기 단부(24)의 베이스(124)는 개구(4a,4b)의 전방 에지(43)에 비해 가볍게 들어간 형태로 축방향으로 놓인다. 이 베이스(124)는 따라서 에지들(42,43) 사이에서 축방향으로 놓인다. 변형예로서, 에지의 자유 단부는 개구(4a,4b)의 출구에서 벌려진, 즉 들어 올려진 부분과 덮개의 장착을 용이하게 하기 위해 들려지지 않거나 또는 비스듬하게 형성된 부분이 교대로 배치될 수 있다. 변형예로서, 덮개의 테두리(111)는 전향부를 형성하기 위하여 자동차의 엔진 케이스에 맞추어진 형태를 가진 방사상으로 돌출된 에지를 가질 수 있다. 파티션 수단을 형성하는 이러한 에지는 유럽특허 EP A 0 740 400에 기술된 것 처럼 개구들의 상류 부분 및 구멍들의 하류 부분에 배치될 수 있다.
도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 있어서, 보호 덮개(11)는 교류발전기-스타터의 후방부 전체를 둘러싼다. 즉, 분산 브리지(16) 및 후방 베어링(4) 전체 부위 위에 장착된 파워 전자 부품(15)를 둘러싼다. 이 경우, 보호 덮개(11)는 후방 베어링의 측면 개구들의 하류 부분에 위치하고, 교류발전기-스타터의 외부로 유체를 배출하기 위한 개구들을 포함할 수 있다. 보호 덮개는 또한 상기 개구와 더불어 또는 상기 개구를 대신하여, 측면 개구(4a,4d)의 맞은편에 하나 또는 다수의 전향부(24)를 포함할 수 있다. 이 경우 측면 개구는 덮개 자체에 형성될 수도 있다.
보호 덮개(11)는 또한 분산 브리지 및 베어링(4)의 상부에 장착된 파워 전자부품을 둘러쌀 수 있다. 즉, 측면 개구(4a,4d)를 포함하는 베어링의 측부는 둘러싸지 않는다. 이 경우, 전향부들은 베어링(4) 상에 고정될 수 있으며, 덮개의 자유 단부를 들어올려 형성될 수도 있다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 분산 브리지(16)는 연결편 또는 볼트, 넛트(20)에 의하여 후방 베어링(4)에 고정된다. 일 실시예에 따르면, 일반적으로 조립 수단(20)인 연결편 또는 볼트, 넛트는 고정자(3)의 자기회로(8)와 함께 베어링(4)을 고정시키기 위하여 일반적으로 사용되는 것과 같은 것들이다. 즉, 도 1에 도시된 것과 동일한 연결편이다. 예를 들어 긴 나사 형태로 된 이러한 연결편은 유럽특허 EP A 0515 259의 도 1에서 볼 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 분산 브리지(16)는 고정 스터드(21)에 의해 베어링(4)에 고정된다. 이 고정 스터드들은 분산 브리지(16) 또는 베어링(4)에 연결될 수 있다.
도 3에는 교류발전기-스타터의 냉각장치만이 도시되어 있다. 즉, 회전자, 고정자 및 회전 샤프트는 도 3에 도시되어 있지 않다. 따라서, 도 3에는 베어링(4) 상부의 중이층을 형성하는 분산 브리지(16)와 함께 후방 베어링(4)가 도시되어 있다. 이 도면을 따르는 실시예에 있어서, 중이층은 고정 스터드(21)에 의해 베어링(4)에 고정된다. 이러한 고정 스터드들은 적어도 두 개 이상이며, 날개들(18) 사이에 분포된다. 스터드들(21)은 플랜지(40)의 외부 가장자리 근처, 즉 중앙 개구(4b) 상부에 방사상으로 배열된다.
도 3에서, 날개들(18)은 스터드보다 축방향으로 더 짧고 후방 베어링(4)과 물리적 접촉도 전기적 접촉도 되지 않는 것을 볼 수 있다. 예를 들어, 날개들(18)의 축방향 단부들과 후방 베어링(4)의 바닥부(40) 사이에는 2 mm 정도의 공간이 있다.
도 3의 실시예에서, 분산 브리지(16)는 회전 샤프트 둘레에서 베어링(4) 바닥부 표면의 약 3/4를 구성한다. 이 브리지(16)의 상부면에서, 구성요소들(15)이 교류발전기-스타터의 파워 전자 부품들을 구성한다. 그리고 분산 브리지의 표면은 장착할 구성요소들의 갯수 및 크기에 따라 변경될 수 있다.
상기된 바와 같은 냉각장치의 구성에 있어서, 교류발전기 및 정류브리지를 하나의 접지부에 연결할 수 있다. 일반적으로 상기 장치들에 연결되는 접지부는 상호 다를 수 있다.
또한, 전기기기는 분산 브리지의 하부면과 후방 베어링 사이의 전기접촉 위험성을 피하기 위하여, 두 요소 사이에 위치하는 전기 절연 물질의 코팅층을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이 절연물질 코팅층은 후방 베어링의 외부면에 고정되며, 또한 냉각유체의 소통을 위하여 후방 베어링의 개구들 대응부에 통기구를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 전자 요소들(15)은 전도성 트레이스(25,26)에 배치된다. 이러한 트레이스들(25,26)은 예컨대 알루미나를 이용하여 분산 브리지로부터 절연된다.
예를 들어, 먼저 폴리머 절연체가 덮이고, 이어서 전도성 필름이 덮이고, 그 다음으로 절연 전자회로를 형성하기 위하여 파여지는 동과 같은 금속성 플레이트로 구성된 절연성 금속 기층(substrate)을 생각할 수 있다. 이어서 분산장치와 절연된 기층 사이에 알루미나를 삽입한다. 더 상세한 설명은 유럽특허 EP A 1 032 114를 참조할 것이다.
여기서는, 단일 트레이스(26)가, 상기된 유럽특허 EP A 1 032 114에서 기술된 바와 같은 반(half) 양성 브리지를 한정하는 양성 칩으로 알려진 칩 형태의 전자 요소들을 가지고 있다. U자형 트레이스(26)는 교류발전기-스타터의 양 단자를 형성하도록 형성된 플랜지(27)에 의해 연장된다. 반면 각 트레이스들(25)은 반 음성 브리지를 한정하는 음성 칩으로 알려진 칩들을 가지고 있으며, 각각 유도 코일부의 관련 자기유도코일을 고정시키는데 사용되는 셋팅 레그(28)를 가지도록 형성된다. MOSFET 유형의 트랜지스터와 같은 칩들은 유선 연결을 통하여 상호 연결된다. 음성 칩들은 접지부에 연결된다. 음성 단자는 도시되지 않았다. 하지만 바람직하게는 교류발전기가 전기모터 모드로 작용할 때 간섭 현상을 피하기 위하여 후방 베어링의 브리지를 전기적으로 절연시킨다.
이 모든 것들은 실시예에 따라 달라질 수 있다.
상기된 바와 같은 교류발전기-스타터용 냉각장치는 또한 종래의 일반적인 교류발전기에서도 실행될 수 있다. 사실상, 본 발명에 따른 장치는 후방 베어링이 많은 열을 방출하는 경우 훨씬 더 유용하게 사용될 수 있다. 이 경우, 여기서는 정류 브리지에 한정되는 파워 전자 부품을 잘 냉각시키기 위하여, 본 발명에 따른 장치는 분산 브리지와 교류발전기의 후방 베어링 사이의 대류에 의한 열 교환이 발생하지 않도록 후방 베어링와 분산 브리지 사이의 열 차단을 실현할 수 있다. 일반적으로, 상기 장치는 특히 갈고리형 회전자 또는 돌출극 장착 회전자를 포함하는 모든 유형의 교류발전기에 사용될 수 있다.
물론, 본 발명은 상기된 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
특히, 상기 방식들은 냉각유체 통로(17) 내에서 압력 손실은 줄이기 위하여, 그리고 특히 상기 통로의 내부에서 유체가 역순환하는 하는 것을 방지하기 위하여 수정될 수 있다.
변형예로서, 날개들(18)은 축방향으로 높이가 점점 더 감소되게 형성될 수 있다. 예를 들어, 날개들(18)은 공기 유속이 일정하게 유지되도록 통로(17)의 외부 가장자리보다 내부 가장자리에서 축방향으로 더 높은 높이를 가질 수 있다.
변형예로서, 통로(17)의 외부 가장자리에서 내부 가장자리까지 연장되는 일련의 제1 날개들에 속하는 두 개의 연속한 날개들 사이에 방사상으로 더 짧은 날개가 적어도 하나 이상 구비될 수도 있다.
변형예로서, 날개들(18) 중 적어도 몇몇에는 슬릿이 형성될 수 있으며, 이에 의하여 정압이 가장 높은 측부에서 가장 낮은 측부쪽으로 날개(18)의 양면 사이에서 공기의 순환이 이루어질 수 있다. 따라서, 여기서는 공기인 냉각유체에 의해 코팅부가 벗겨지는 것을 막을 수 있으며, 공기가 반대 방향으로 역순환되는 것을 막을 수 있다.
따라서, 압력 손실은 감소되고, 분산 브리지(16)의 냉각은 향상될 수 있다.
상기 슬릿들은 분산장치(16)의 바닥부(160)에 대해 곧게 또는 경사지도록 형성될 수 있다. 날개는 적어도 두 부분을 가지는 분할된 변형 형태를 가질 수 있다.
날개들은 구불구불한 형태를 가질 수 있다.
날개들 중 적어도 몇몇은 기둥으로 대체될 수 있으며, 이로써 냉각장치들은 날개 및 기둥을 포함할 수 있다.
도 4 내지 도 12에 도시된 바와 같은 모든 조합들이 가능하다.
도 4에는 본 발명에 따른 통로(17)를 한정하는 방사상 방향의 두 개의 날개(18)가 도시되어 있다. 일련의 제1 날개들에 속하는 연속하는 두 개의 날개들(18) 사이에는 방사상으로 더욱 짧은 일련의 제2 날개들에 속하는 적어도 하나 이상의 날개(181)(여기서는 세 개)가 구비될 수 있다.
상기 날개들(181)은 통로(17)의 외부 가장자리에 위치된다. 대응하는 짧은 날개들(182)이 연속되는 두 날개들(18) 사이의 통로(17)의 내부 가장자리에 배치된다. 이 날개들(여기서는 세 개)은 날개(181)와 함께 전체적으로 방사상 방향으로 놓인다. 따라서 날개들(181,182) 사이에 전체적으로 방사상으로 놓이져 슬릿이 존재한다.
이러한 슬릿들은 일 실시예에서는 폭은 폭을 가질 수 있다. 여기서는 슬릿들은 상당히 큰 폭을 가지며, 따라서 기둥의 두 개의 원주방향 열들(281,282)이 날개들(181,182) 사이에 방사상으로 배열된다. 이러한 기둥들은 두개의 원주 상에 위치되며 여기서는 원형 단면을 가진다. 변형예로서, 타원형 단면 또는 공기 유동 경로가 화살표로 표시되어 있는 도 7의 참조번호 381에서 볼 수 있듯이 마름모꼴 단면을 가질 수 있다. 이러한 날개들은 5점형으로 장착될 수 있다.
변형예로서, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 일련의 제1 날개들의 연속된 날개들(180)은 벤투리(Venturi) 효과를 생성하기 위하여 그리고 공기 유속을 최적화하기 위하여 구불구불한 형태(여기서는 안쪽으로 휘어진 형태)를 가질 수 있다.
이 경우, 날개(182,282)의 수는 감소되는 반면, 날개(181,281)의 수는 증가된다. 날개들(18) 사이의 통로(17)의 입구는 원주방향으로 상기 통로의 출구보다 더 큰 크기를 나타낸다.
이러한 모든 실시예들을 통해 공기와 분산장치의 열교환 표면을 증가시킬 수 있으며, 파워 전자 부품 아래에서 이루어지는 공기의 흐름을 잘 조절할 수 있다. 또한, 브리지가 가느다란 날개들과만 작용하는 것이 아니기 때문에, 이를 통해 브리지(16)의 제조를 용이하게 할 수 있다.
물론, 도 6에 도시되어 있듯이, 냉각장치들이 기둥들(481)만을 포함할 수도 있다.
여기서는 원형 단면을 가지는 기둥들은, 도 4의 원기둥열(281,282) 및 도 8의 참조번호 581과 같이, 방사상으로 열지어 배열되거나 원주방향으로 떨어져 배열될 수 있다. 변형예로서, 기둥들은 사각형 단면을 가질 수도 있다. 이 경우, 각각의 날개(18)는 슬릿에 의해 상호 분리되는 다수의 부분을 가질 수 있도록 분할되어야 한다.
기둥들은 분산장치의 기계적 내구력을 향상시킨다. 기둥과 함께 그 자유 단부들을 가공하는 것이 가능하며, 따라서 일 실시예에서는 기둥들은 베어링(4)의 바닥부(40)와 접촉한다. 이러한 접촉은 직접적인 접촉이거나 또는 변형예로서 도 12의 참조번호 50에서 볼 수 있듯이 열적 절연층이 기둥의 자유 단부와 후방 베어링(4)의 바닥부(40) 사이에 놓여지는 간접적인 접촉일 수 있다.
기둥들 중 몇몇은 도 3의 스터드(21)를 구성할 수 있으며, 따라서 베어링(4) 바닥부(40)와 다른 기둥들의 자유 단부들 사이에 하나의 간극이 존재할 수 있다.
물론, 분산장치(16)의 바닥부, 좀 더 상세하게는 후방 베어링의 바닥부를 향하는 분산장치의 하부면은 도 10 및 도 11에서 참조번호 280으로 표시된 적어도 하나의 볼록부를 포함할 수 있다. 이는 공기를 굴절시키고 공기 유속을 최적화하기 위해 통로(17) 내에 벤투리 효과를 생상하기 위한 것이다.
이러한 실시형태는 본 발명에 따른 냉각장치의 또 따른 하나의 형태이다.
일 실시예에서 기둥들은 동일한 단면을 가지지 않는다.
도 12의 참조번호 681에서 볼 수 있듯이, 기둥들 중 몇몇은 그 내부가 빈 형태를 가질 수 있으며, 따라서 이 기둥은 도 3의 고정용 스터드들(21) 중의 하나를 구성한다. 이러한 스터드는 도 2의 고정용 나사(20) 또는 연결편이 관통될 수 있다.
상기 기둥들 중 몇몇은 통로(17) 내에 형성되는 응축구역과 열을 흡수하고 분산장치(16)의 하부면과 접촉되는 증발구역을 가지는 열 파이프로 구성될 수 있다.
이러한 열 파이프는 내부가 빈 중공 형태로 물과 같은 압축 유체를 포함하는 폐쇄 챔버를 구비한다. 열 파이프의 상기 챔버는 예컨대 구리 또는 스테인레스강 또는 니켈로 형성될 수 있다. 열 파이프는 분산장치 부분에서 액체 상태에서 가스 상태로 전환되는 열을 추출한다. 그리고 열을 통로(17)로 방출한다.
물론, 변형예로서, 분산장치(16)는 말굽 또는 링 형태를 가질 수도 있다.
변형예로서, 분산장치는 트랜지스터 형태의 칩과 같은 전자 구성요소(15)를 제어하기 위해서 전압 조절기 및/또는 조종기(드라이버)를 포함할 수 있다. 상기 칩은 직류에서 고정자(3)를 통해 생성된 교류 전류의 정류 브리지에 속하며, 상기 브리지는 상기된 바와 같이 드라이버 제어시 전자 구성요소(15) 내에 전류를 주입할때 제어 브리지 역할을 또한 수행한다.
상기 브리지의 브랜치들은 연결된 드라이버와 함께 모듈을 형성할 수 있다. 일반적으로, 파워 전자회로(15)는 다수의 구성요소와 다수의 부품들을 포함한다.
하나 또는 다수의 드라이버가 구비될 수 있다. 예를 들어, 제어된 스위치들을 구성하는 모든 칩들을 제어하는 단 하나의 드라이버가 사용될 수 있다. 변형예로서, 제어할 하나의 칩당 하나의 드라이버가 존재할 수 있으며, 또는 브리지의 브랜치당 하나의 드라이버가 존재할 수도 있다. 일 실시예에서는, 분산장치가 교류발전기-스타터의 제어 유닛의 파워 관련 모든 부분, 즉 다수의 칩과 하나 또는 다수의 드라이버들을 포함한다. 이 경우, 제어 및 관리 부분, 그리고 회전자의 여자 코일부를 제어하는 전압 조절기는 외부 하우징에 장착된다.
전자회로(15)를 분산 브리지에 장착하는 것은 국제특허 WO 03/051095에 기술된 바와 같이 실행될 수 있다. 상기 문헌에 따르면, 전자회로는 예를 들어 칩의 수용을 위해 예컨대 구리로 된 금속 트레이스를 포함한다. 특히 트레이스의 상부면 상에 칩들을 장착하기 위하여 트레이스의 하부면 및 상부면 부분에 접근 가능한 부품들을 몰딩하여 설치하면서 예컨대 열가소성 유형의 수지를 주입한다. 트레이스의 접근 가능한 하부면은 칩의 방향으로 놓인다.
그 후, 열 전도성 및 전기 절연성을 가지는 요소를 트레이스와 분산장치(16) 사이에 삽입한다. 이 요소는 접착면을 가지는 에폭시 수지 또는 폴리아미드 수지일 수 있다. 변형예로서, 유리알을 포함하는 열전도성 접착제를 사용할 수도 있다.
이어서, 보호 덮개를 장착한다.
후방 베어링은 도 1에 도시된 것와 비교하여 크게 변형되지 않았음을 알 수 있다. 이 베어링은 음극 다이오드들을 장착하기 위한 하우징이 없으며, 경우에 따라 브리지의 고정 스터드를 포함한다.
냉각장치들은 여기서 기계적 유형이며, 분산장치(16)의 제2 면에 속하고 통로(17) 내에 장착되는 적어도 하나의 돌출부를 포함한다.

Claims (21)

  1. - 후방 베어링(4)를 포함하고,
    - 적어도 상시 후방 베어링(4)에 의해 지지되는 회전 샤프트(2)에 중심이 맞춰져 고정되는 회전자(1)를 포함하며,
    - 상기 후방 베어링(4)은 냉각유체 배출을 위한 방사상 개구(4a,4d)를 포함하고,
    - 상기 회전자를 둘러싸는 고정자(3)를 포함하며,
    - 상기 고정자는 전기기기의 페이즈를 구성하는 자기유도코일로 이루어진 유도코일부(7)를 포함하고,
    - 상기 고정자 페이즈의 자기유도코일에 연결되는 파워 전자 회로(15)를 포함하며,
    - 상기 파워 전자 회로가 장착되는 제1 면과, 상기 제1 면의 맞은편에 후방 베어링 방향으로 놓이는 제2 면을 포함하는 열 분산 브리지(16)를 포함하며,
    - 상기 제2 면은 냉각유체 유동 통로(17)의 길이방향 벽을 형성하고, 상기 통로(17)의 다른 하나의 길이방향 벽은 상기 고정자를 지지하는 후방 베어링(4)에 의해 형성되는 회전전기기기에 있어서,
    상기 열 분산 브리지(16)의 제2 면은 상기 냉각유체 유동 통로(17)에 배치되는 냉각 장치들(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각장치들(18)은 냉각유체 흐름 방향을 따라 방사상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각장치들은 냉각 날개들(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 냉각 날개들(18)은 방사상 방향의 냉각 통로들을 형성하는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 냉각장치들은 다수의 기둥들(281,282,481,381,481,581,681)을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 냉각장치들은 날개들과 기둥들을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 기둥들(681) 중 몇몇은 상기 열 분산장치(16)를 상기 후방 베어링(4)에 고정시키는 스터드들을 구성하는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 냉각장치들은 상기 분산장치의 제2 면의 적어도 하나의 볼록부(280)에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 후방 베어링는 냉각유체 유동 통로(17)의 벽들 중 하나를 형성하는 바닥부(40)를 포함하고, 상기 바닥부(40)는 측방향 개구들(4a - 4d)을 구비한 테두리(41)에 의해 외부 가장자리에서 연장되며, 상기 후방 베어링(4)은 테두리(41)의 측방향 개구(4a - 4d)의 출구에 배치되는 적어도 하나의 전향부(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 파워 전자 회로(15) 및 분산 브리지(16)를 덮는 오목한 형태의 보호 덮개(11)를 포함하며, 상기 전향부(24)는 상기 덮개(11)의 자유 단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 덮개(11)의 자유 단부(24)는 전향부를 형성하도록 확장되는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 보호 덮개(11)는 상기 냉각유체 유동 통로(17)와 연통하는 적어도 하나의 개구(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 회전자의 회전 샤프트와 상기 분산 브리지 사이에 냉각유체의 축방향 유동 통로를 형성하는 적어도 하나의 공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 분산 브리지(16)는 상기 후방 베어링(4)의 상부에 중이층을 형성하는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 분산 브리지는 조립 나사(20)에 의해 상기 후방 베어링(4)에 고정되는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 분산 브리지는 이에 연결된 스터드(21)를 통하여 상기 후방 베어링의 상부에 고정되는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 분산 브리지와 후방 베어링 사이에 전기 절연 물질 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  18. 제3항에 있어서,
    상기 분산 브리지에 연결되는 상기 날개들의 축방향 단부들은 상기 후방 베어링에서 떨어져 위치되는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 냉각장치들을 포함하는 상기 분산 브리지와 파워 전자 회로가 장착된 브리지는 모노블록으로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 파워 전자 회로(15)는 트레이스(25)에 위치되는 파워 구성요소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
  21. 제1항에 있어서,
    가역 교류발전기로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전전기기기.
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